geokniga-uchebnoe-posobie-po-geohimii

?										71
	0,1	20	1	6	8	1	10	4	0,1	20
-	-	6	0,3	0,1	2	-	-	45	0,3	4
	-	8	2	2	10	3	-	8	0,1	8
	-	-	0,3	1	6	-	-	30	0,2	-
	-	60	2	10	15	1	10	2	0,1	45
	0,2	-	0,3	10	10	1	-	60	0,1	-
	-	-	0,7	-	1	-	-	6	-	-
	-	-	2	-	1	-	100	1	0,3	10

Задача 3.

Рассчитать коэффициент биологического накопления микроэлементов на нефтегазоносных площадях, их кларк концентрации в почвах и превышение над фоновыми значениями согласно данным биогеохимической съемки (по С.П.Локтионову).

Содержание микроэлементов в почве

Площади	V	Cr	Ni	Cu	Ga
Фоновые концентрации	2	6	1	3	0,3
Липовская	19	12	11	7	0,5
Алтатинская	17	7	7	4	0,3
Содержание микроэлементов в золе полыни
Площади	V	Cr	Ni	Cu	Ga
Фоновые концентрации	1	1	0,1	4,0	0,01
Липовская	0,8	7,7	0,7	8,0	0,1
Алтатинская	2,0	6,5	3,0	4,2	0,09

Задача 4 (вариант 1)

Рассчитать баланс основных химических элементов при образовании метасоматических диопсид-флогопитовых и флогопитовых пород (инфильтрационный тип метасоматоза) по биотитовому гнейсу исходя из данных химического анализа и объемного веса пород (при расчете пользоваться пособием Казицина и Рудника или табл. 3 Приложений).

Зоны	SiO2	Al2O3	MgO	CaO	Объемный вес
1	65,62	15,03	1,99	0,87	2,50
2	51,92	4,28	16,95	20,23	3,11
3	41,48	23,65	23,65	4,52	2,63

1 зона – неизмененный биотитовый гнейс, 2 – диопсид-скаполитовая порода по гнейсу, 3 –флогопитовая порода по гнейсу.

Задача 4 (вариант 2)

Рассчитать баланс основных химических элементов при образовании метасоматических диопсид-флогопитовых и флогопитовых пород (инфильтрационный тип метасоматоза) по амфибол-пироксеновому кристаллическому сланцу (гнейсу) исходя из данных химического анализа и объемного веса пород (при расчете пользоваться пособием Казицина и Рудника или табл. 3 Приложений.).

Зоны

SiO2

Al2O3

MgO

CaO

Объемный вес

?					72
1	35,88	11,44	6,18	25,32	3,04
2	40,78	11,42	12,87	13,53	3,08
3	42,28	11,88	20,82	7,28	2,76

1 зона – неизмененный амфибол-пироксеновый гнейс, 2 – паргасит-диопсид- скаполит-флогопитовая порода по гнейсу, 3 –флогопит-паргасит- диопсидовая порода по гнейсу.

Задача 4 (вариант 3)

Рассчитать баланс основных химических элементов при образовании метасоматических диопсид-флогопитовых пород по граниту исходя из данных химического анализа и объемного веса пород (при расчете пользоваться пособием Казицина и Рудника, или таблицей 3 Приложений).

Зоны	SiO2	Al2O3	MgO	CaO	Объемный вес
1	58,74	22,88	0,21	3,78	2,48
2	45,26	17,72	5,44	21,10	2,88
3	39,10	16,50	24,06	1,02	2,63

1 зона – десилицированный гранит гранит, 2 – диопсид-скаполитовая порода по граниту, 3 –флогопитовая порода по граниту.

Задача 5 Рассчитать координаты состава растворов включений в седиментационном галите

(как отражение состава рапы солеродного бассейна, табл. ) и отразить на треугольной «солнечной» диаграмме (рис. 1, Приложений) полученные результаты.

				Таблица
№№	2K+	Mg2+	SO42-	Ca2+
1.	19,2	106,8	25,84	-
2.	19,5	100,1	Сл.	-
3.	21,3	95,4	22,3	-
4.	1,5	120	1,0	-
5.	31,7	79,3	25,81	-
6.	45,6	81,3	37,8	-
	12,2	35,3	8,7	-
	3,8	10,5	нет	22,0

Задача № 6 Рассчитать масштабы выноса лития при замещении гранит-пегматита

десилицированным пегматитом, диопсид-скаполитовой и диопсид=флогопитовой метасоматической породой на слюдянском месторождении флогопита.

Исходные данные: Содержание лития в биотите гранит-пегматита – 231 г/т (количество биотита в граните – 3%), содержание лития в калишпате – 11,6 г/т (количество калишпата в гранит-пегматите – 60%), содержание лития в плагиоклазе – 12,5 г/т (количество плагиоклаза в гранит-пегматите – 10%). Объемный вес гранит-пегматита – 2,67. Содержание лития в десилицированном граните 3 г/т (объемный вес породы – 2,63). Содержание лития дипсид-скаполитовой породе – 11 г/т (объемный вес породы – 2,88). Содержание лития в диопсид-флогопитовой породе – 74 г/т (объемный вес породы – 2,73).

Задача № 7 Сравнить кларки концентраций химических элементов в породах Хинганского

месторождения из скв. 176 и 51 и оценить, по каким породам образованы исследуемые

?

73

здесь метасоматиты, если на месторождении развиты граниты и эффузивы основного состава.

Скв. 51 (Хинган)

Н, м.				Содержание элементов в 10-3%
	Mn	Ni	Cr		W	V	Cu	Ag	As	B
40	15	6	8		-	6	3	0,2	-	-
42	20	6	8		-	6	4	0,1	-	-
44	20	6	8		20	6	45	0,1	-	-
46	10	0,1	2		6	0,1	8	0,3	-	-
48	-	2	10		8	2	30	0,1	-	-
50	-	1	6		0	1	2	0,2	-	-
52	45	10	15		60	10	60	0,1	-	-
54	-	10	10		-	10	6	0,1	30	-
56	10	-	1		-	-	1	-	-	-
58	20	-	1		-	-	1	0,3	-	-

Среднее

Скв.176 (Хинган)

Н, м.				Содержание элементов в 10-3%
	Mn	Ni	Cr		W	V	Cu	Ag	As	B
0-6	10	2	4		-	15	10	-	20	4
	20	1	2		-	10	6	-	20	3
	300	3	3		-	15	10	-	20	4
	45	0,1	2		-	10	10	-	20	4
	10	-	2		-	3	4	-	-	2
	-	0,1	4		-	10	10	-	20	6
30	-	-	2		-	4	8	-	20	4
	100	6	1		-	3	10	-	20	8
	10	0,7	3		10	4	15	-	-	8
	-	0,7	6		-	8	3	-	-	6
Среднее

Задача 8 Дать определение процесса изменения состава океанической воды (точка Ок) до

точки ОкI и далее до точки ОкII и с чем связаны эти изменения?

Рис. 1.

?

74

Задача 9 Нанести состав внутрисолевых рассолов Прикаспийской впадины (табл. ) на

генетическую диаграмму (рис. 2) и дать приближенную оценку стадии их сгущения по положению фигуративных точек на диаграмме (рис. 2).

).

Рис. 2

Условные обозначения: 1 – рассолы на галитовой стадии, 2, 3, 4 соответственно на эпсомитовой и сильвинитовой и карналлитовой стадиях, 5 бишофитовая стадия сгущения.

Таблица

				Химический состав вод, г/л
	Cl-	SO42-	HCO3-	Ca2+	Mg2+	Na++K+	Сумма	Br-	I-
							Ан=Кат
1	343,6	0,04	1,1	13,63	109,4	0,4		8,8	0
2	376,3	0	0,41	87,4	73,9	3,8		2,6	0,0046
3	217,3	5,6	1,9	1,6	21,4	101,8		0,75	0,035

1 – Скв. Лободинская 10, гл. 2469 м; 2- скв.Александровская 13, гл. 3574-3590 м; 3 – скв. Демидовская 101, гл. 3954 м.

Задача 10

Сравнить содержание брома в бишофитовой породе и растворе, получающемся при добыче хлористого магния методом подземного выщелачивания в скважинах (в граммах на дм3).. Для этого воспользоваться данными о содержании брома в бишофитовой породе (табл. ) и растворе его выщелачивания (табл ). Необходимые справочные сведения о плотности породы см. в учебнике «Минералогия» А.Г.Бетехтина, величины атомных весов – в периодической таблице элементов (Справочник по геохимии).

Таблица Содержание MgBr2 в бишофитовой породе в разрезе продуктивного пласта

Городищенской площади

0,49, 0,52, 0,51, 0,47, 0,54, 0,57, 0,56, 0,58, 0,54, 0,55, 0,51

Содержание брома в растворе выщелачивания при его плотности 1,31 равно 4,24г/кг.

?

75

Задача 11

Рассчитать коэффициент накопления микроэлементов в растениях на Павловской и Первомайской нефтегазоносных площадях (Саратовское Заволжье).

				Содержания в 10-3%
	Mn	Ni	Pb		Cu		Sr	Li	Rb
			Павловская площадь
Стебель	10	-	0,3		2		100	0,002	0,010
Корень	10	-	0,2		2		100	0,002	0,012
Почва	20	6	2		3		10	0,004	0,010
			Первомайская площадь
Стебель	10	-	0,2		2		80	0,001	0,021
Корень	10	-	0,3		3		100	0,0013	0,007
Почва	10	8	2,0		4		10	0,0028	0,012

Задача 12

Рассчитать кларки концентрации урана и тория в базальтах и липаритах березовской свиты базальт-трахилипартитовой формации Южного Урала по результатам анализов, приведенных в табл.

Таблица

Породы		Содержания в г/т
	U		Th
Липариты и их туфы	4,0		14,3
Базальты	0,7		3,2

?

76

Задача № 13

Рассчитать принос и вынос (баланс) химических элементов при образовании мезокайнозойской коры выветривания пород основного состава (Южный Урал) и дать их миграционный ряд (по масштабам приноса-выноса и расчет коэффициента подвижности, см. раздел о расчет баланса вещества при образовании кор выветривания). В нижеприведенной таблице даны химические анализы исходной породы и зон коры выветривания.

Расчеты провести по методу абсолютных масс Б.М.Михайлова (1958) с учетом объемного веса породы.

Расчет выполняется по формуле:

N= 100V . ,

где N – концентрация окисла в г/см3 , V – содержание окисла в %, - объемный вес

породы в г/см3.

Вариант 1

								Таблица
		Состав зон выветривания основных пород (в % массы)
Зоны	SiO2	Al2O3	Fe2O3	FeO	CaO	MgO	Na2O	U
1	60,66	14,39	3,4	3,23	9,53	2,98	4,11	1,1.10-4
2	46,69	18,67	13,99	0,42	2,75	5,47	3,13	1,1.10-4
3	49,84	20,20	12,76	0,21	8,83	0,97	0,31	1,3.10-4
4	55,32	26,91	5,93	0,21	0,41	0,42	0,31	1,1.10-4

1 – невыветрелые диабазы, объемный вес – 2,73 г/см3 ; 2 – зона выщелоченных диабазов, объемный вес – 2,37 г/см3; 3 – каолинит-монтморрилонитовая зона, объемный вес – 1,49 г/см3. 4 – охристо-каолинитовая зона с гиббситом, объемный вес – 1,48 г/см3 .

Вариант 2.

Состав зон выветривания основных пород (в % массы)

Зоны	SiO2	Al2O3	Fe2O3	FeO	CaO	MgO	Na2O	U
1	53,16	17,4	2,83	8,53	4,58	3,99	3,5	1,1.10-4
2	49,8	16,46	15,54	0,07	3,84	2,93	4,08	1,1.10-4
3	48,58	20,17	14,28	0,15	1,8	2,4	2,02	0,8.10-4
4	45,0	33,36	4,7	0,15	0,42	0,5	0,3	1,1.10-4

1 – невыветрелые диабазы, объемный вес – 2,73 г/см3 ; 2 – зона выщелоченных диабазов, объемный вес – 2,37 г/см3; 3 – каолинит-монтмориллонитовая зона, объемный вес – 1,49 г/см3. 4 – охристо-каолинитовая зона с гиббситом, объемный вес – 1,48 г/см3 .

Тестовые вопросы к самостоятельным работам

Тест 1.

1.Какие химические элементы более всего характерны для ультраосновных пород? Подчеркнуть правильный ответ.

Уран, литий, рубидий, цезий, медь, цинк, свинец, кадмий, хром никель, ванадий, платина

2.В каких пределах значений водородного потенциала гидроокислы алюминия не мигрируют в форме иона при гипергенезе?

1-4

?

77

4-9

Более 9 3.В каких пределах значений водородного потенциала тот же алюминий мигрирует в

ионной форме при гипергенезе?

4-9

меньше 4 и больше 9 больше 4, но меньше 9

Тест 2.

1.Какие из указанных ниже элементов являются литофильными?

Рубидий, цезий, кальций, железо, ванадий, хром, медь, золото, кадмий (правильное – подчеркнуть)

2.Какие из тех групп элементов являются халькофильными? Рубидий, цезий, кальций, железо, ванадий, хром, медь, золото, кадмий 3.Чем определяется водородный потенциал в океанических водах? Избыточным содержанием натрия Содержанием кальция

Избытком катионов по сравнению с содержанием в них ионов хлора и сульфат-иона 4.Присутствие какого аутигенного минерала в осадке указывает на слабо

восстановительные условия? Пирита Сидерита Лимонита

Тест 3.

1.Присутствие какого аутигенного минерала в осадке указывает на окислительные условия?

Пирита

Сидерита

Лимонита 2.Являются ли почвы абиогенными биогенными

биокосными геохимическими системами?

3.По каким критериям можно оценивать величину кислородного потенциала в магме?

По составу породы По валентности химических элементов в минералах?

По составу газов во включениях минералообразующей среды в минералах Тест 4

1.Что такое талласофильность элементов? Какова талласофильность хлора? Более 100 Более 10 Более 1

2. Что такое биофильность химического элемента? Среднее содержание элемента в золе растений

Отношение среднего содержания элемента в биосфере к кларку Отношение содержания химического элемента в золе растений к его количеству в

почве 3.На каких геохимических барьерах зоны гипергенеза идет отложение малахита и

азурита на кислом

?

78

на щелочном на восстановительном

Тест 5 1.Какой элемент имеет наибольшую биофильность? сера фосфор углерод

2.К какому химическому типу относятся современные океанические воды по классификации специалистов, занимающихся изучением процессов галогенеза?

Хлоридно-кальциевому Сульфатно-магниевому Гидрокарбонатному

3.На каком геохимическом барьере четырехвалентный уран будет переходит в шестивалентную форму и мигрировать

кислом

окислительном восстановительном.

Тест 6.

1.В чем заключается процесс прямой метаморфизации морской воды и какими компонентами и процессами она вызывается?

Визменении ее солености

Вувеличении содержаний иона сульфата

Впотере морской водой ионов сульфата

2.Какие компоненты из указанных определяют глеевые условия среды в гипергенезе?

Сероводород Соединения железа Органическое вещество

3.Какие из этих элементов являются сидерофильными алюминий, кремний, кальций, медь, кадмий, цинк, ванадий, никель, хром

(правильное подчеркнуть)

Тест 7.

1.У каких элементов химическое сродство к кислородом будет наибольшим? У меди, кальция, свинца 2.У каких элементов будет большее сродство к сере?

Кадмий, золото, цезий 3.Что из указанных далее факторов влияет на возможность изоморфных замещений

химических элементов в кристаллической решетке? Размеры ионов или атомов Атомные веса Температура

Степень поляризации ионов или атомов

Тест 8 1.В каких значениях водородного потенциала кремний при гипергенезе активно

мигрирует? При 1-4 4-9

более 9 2.В какой последовательности при гидротермальном метасоматозе из пород

выносятся химические элементы, когда растет их кислотность?

?

79

Калий-натрий-магний….алюминий…кремний Кремний-натрий-магний-калий Магний-кальций –кремний-алюминий.

3.К какому типу гидротерм по классификации А.И.Перельмана относятся гидротермальные системы, называемые «Черные курильщики»?

ккислородному

кглеевому

ксероводородному.

Тест 9

1.Возможно ли окисление органического вещества в восстановительной среде. Да Нет

2.С чем связан тот факт, что в окислительных условиях в почве сохраняются органические соединения, которые должны быть окислены в условиях наличия свободного кислорода в атмосфере?

Нехватает кислорода в почве

Масса органических остатков накапливаются быстрее, чем происходит их деструкция

3.С каким типом геохимических барьеров связано засоление почвы в аридных зонах?

Сщелочным

Сокислительным

Сиспарительным

4. С каким типом геохимических обстановок связано образование чистых стекольных кварцевых песков и белых каолинитовых глин

скислой

сщелочной

сиспарительной

сглеевой

Тест 10 1.Какие элементы будут инертными в условиях сероводородной геохимической

обстановки в поровых растворах осадка (подчеркнуть): Кальций, натрий, свинец, железо, сера, бром 2.Каково «время пребывания» натрия в морской воде? менее 1 млн. лет 10 млн. лет более 200 млн. лет

3.Какова последовательность отложения солей из сгущенных океанических вод? Гипс-доломит-сильвин-бишофит Доломит-гипс-галит-сульфаты магния- сильвин-бишофит Доломит-кальцит-сидерит-сильвин-бишофит Какой минерал пропущен в правильной последовательности

?

80

Раздел 3. ПРИЛОЖЕНИЯ

Таблица 1 Средние содержания некоторых химических элементов в земной коре (вес. %) по

А.П.Виноградову, (1962)

Z		Элемент		Содержание						Z		Элемент				Содержание					Z			Элемент				Содержание
3		Li			0,032				24			Cr					0,0083				47				Ag			7.10-6
4		Be			0,00038				25			Mn					0,1				50				Sn			2,5.10-4
5		B			0,0012				26			Fe					4,65				51				Sb			5.10-5
6		C			0,023				27			Co					0,0018				53				J			4.10-5
8		O			47,0				28			Ni					0,0058				56				Ba			0,065
11		Na			2,50				29			Cu					0,0047				57				La			2,9.10-3
12		Mg			1,87				30			Zn					0,0083				74				W			1,3.10-4
13		Al			8,05				31			Ga					0,0019				79				Au			4,3.10-6
14		Si			29,00				33			As					1,7.10-4				82				Pb			1,6.10-3
16		S			0,047				35			Br					2,1.10-4				92				U			2,5.10-4
17		Cl			0,17				37			Rb					0,015
19		K			2,50				38			Sr					0,034
20		Ca			2,96				40			Zr					0,017
22		Ti			0,45				42			Mo					1,1.10-4
23		V			0,009				46			Pd					1,3.10-6
																												Таблица 2
							Среднее содержание металлов в углях (г/т)
Угольные бассейны							Co			Ni		Cr			V			Zr			Ti		Mn		Cu			Sn		Zn
		Кузнецкий					2,6			6,4		2,2			8,4			25,1		372			-		2,4			0,7		-
		Челябинский					4,7			15,2		26,2			55			33,6		1561			236,6		15,3			0,3		-
		Иркутский					1,9			6,3		0,9			6,1			36,3		298			41,6		3,9			6,1		-
																												Таблица 3
		Содержание элементов в горючих сланцах в г/т (по Г.В.Войткевичу и др. 1983)
Районы и возраст							Re			Cu		Ag			Pb			Zn		Mo			V		Cr			Sn		Co
	Поволжье, юра						0,04			76		0,2			4,3			190		8			100		49			4		8
																												Таблица 4
		Вариации содержаний металлов в нефтях СНГ (по Пунановой, 1974)
Возраст									Средние концентрации металлов в нефтях, %
			10-2-10-3						10-3-10-4						10-4-10-5						10-5-10-6							10-6-10-7
Палеозой					V,Ca					Fe, Ni, Al,					Zn, Na, Pb,						Ba, Sn, Mo							Ag
										Mg					Sr, Ni, Cu,
															Cr, Co, Ga
Мезозой					-				Fe, Ca, Mg,						V, Sr, Pb,						Cr, Co							Mo, Ag
										Al, Na, Ni					Ba, Cu, Mn,
																Sn, Ti
Кайнозой					-					Al, Ft, Ni,					Pb, Co, Cu,						Ti, Sr, Mo							Ag, Sn
									Zn, Ca, Na,						Ga, Ba, Mn
										Mg, V

Таблица 5